[发明专利]燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池，在该燃料电池中，在电解质膜的两侧设置有一对电极的电解质膜-电极结构体与金属隔板层叠，并且在上述金属隔板设置有沿着电极面供给反应气体的反应气体流路以及使上述反应气体在上述电解质膜-电极结构体与上述金属隔板的层叠方向上流通的反应气体连通孔，另一方面，上述电解质膜-电极结构体在外周部设置有树脂框构件。

背景技术

例如，固体高分子型燃料电池具备发电单元(单位单元)，该发电单元通过隔板夹持在由高分子离子交换膜构成的固体高分子电解质膜的两侧分别配设阳极电极以及阴极电极而成的电解质膜-电极结构体(MEA)。在燃料电池中，通常层叠几十～几百个发电单元，例如用作车载用燃料电池堆。

在燃料电池中，由于向层叠的各发电单元的阳极电极以及阴极电极分别供给作为反应气体的燃料气体以及氧化剂气体，因此构成所谓内部歧管的情况较多。

内部歧管具备在发电单元的层叠方向上贯通设置的反应气体入口连通孔(燃料气体入口连通孔、氧化剂气体入口连通孔)以及反应气体出口连通孔(燃料气体出口连通孔、氧化剂气体出口连通孔)。反应气体入口连通孔与沿着电极面供给反应气体的反应气体流路(燃料气体流路、氧化剂气体流路)的入口侧连通，另一方面，反应气体出口连通孔与上述反应气体流路的出口侧连通。

在该情况下，反应气体入口连通孔及反应气体出口连通孔与反应气体流路经由具有平行槽部等的连结流路而连结，以便使反应气体顺畅且均匀地流动。此时，为了阻止密封构件进入连结流路，例如，以覆盖上述连结流路的方式配置金属板。然而，由于使用专用的金属板，因此结构复杂化，制造工序增加，并且不经济。

因此，例如公知日本特许第4634933号公报公开的燃料电池。在该燃料电池中，在一对电极之间配设有电解质的电解质-电极结构体与隔板层叠，在上述电解质-电极结构体与上述隔板之间形成有沿着电极面供给反应气体的反应气体流路，并且具备在层叠方向上贯通且与上述反应气体流路连通的反应气体连通孔。

而且，在隔板设置有将反应气体连通孔与反应气体流路连通的连结流路，并且，在电解质-电极结构体的至少一方的气体扩散层设置有重合部，该重合部通过以与上述连结流路重叠的方式压接于上述隔板而将该连结流路密封。

发明内容

然而，构成电解质-电极结构体的气体扩散层通常由碳纸(carbon paper)等构成。因此，当利用气体扩散层密封连结流路时，上述气体扩散层本身容易变形，因此存在上述连结流路被堵塞的可能。

本发明是为了解决这种问题而做成的，其目的在于提供一种结构简单且经济、连结流路不会被堵塞、能够良好地进行密封的燃料电池。

本发明涉及一种燃料电池，在该燃料电池中，在电解质膜的两侧设置有一对电极的电解质膜-电极结构体与金属隔板层叠，并且在上述金属隔板设置有沿着电极面供给反应气体的反应气体流路和使上述反应气体在上述电解质膜-电极结构体与上述金属隔板的层叠方向上流通的反应气体连通孔，另一方面，上述电解质膜-电极结构体在外周部设置有树脂框构件。

并且，在该燃料电池中，树脂框构件具有配置于比设置在金属隔板的外周的反应气体连通孔靠内侧的位置的外形形状，并且在上述树脂框构件设置有位于发电区域外且与反应气体流路连结的缓冲部以及将上述缓冲部与上述反应气体连通孔连结的连结流路的一部分。

根据本发明，在电解质膜-电极结构体的外周部设置有树脂框构件，并且在上述树脂框构件设置有缓冲部与连结流路的一部分。因此，使用刚性比较高的树脂框构件，从而上述树脂框构件不会变形。由此，能够以简单且经济的结构可靠地阻止连结流路被堵塞，能够确保良好的密封性。

附图说明

图1是构成本发明的第一实施方式的燃料电池的发电单元的主要部分分解立体说明图。

图2是上述发电单元的、图1中II-II线剖面说明图。

图3是上述发电单元的、图1中III-III线剖面说明图。

图4是上述发电单元的、图1中IV-IV线剖面说明图。

图5是上述发电单元的、图1中V-V线剖面说明图。

图6是构成上述发电单元的第一金属隔板的主视说明图。

图7是构成上述发电单元的第二金属隔板的一面的说明图。

图8是上述第二金属隔板的另一面的说明图。

图9是构成上述发电单元的第三金属隔板的一面的说明图。

图10是上述第三金属隔板的另一面的说明图。